stood up in front of the Prussian Academy of Sciences in Berlin

100年前の今月 36歳のアルベルト・アインシュタインは

to present a radical new theory of space, time and gravity:

ベルリンにある プロイセン科学アカデミーで

the general theory of relativity.

空間と時間と重力に関する 画期的な理論を発表しました

General relativity is unquestionably Einstein's masterpiece,

一般相対性理論です

a theory which reveals the workings of the universe at the grandest scales,

一般相対性理論は疑いなく アインシュタインの最高傑作で

capturing in one beautiful line of algebra

大きなスケールでの 宇宙の仕組みを明らかにし

everything from why apples fall from trees to the beginning of time and space.

１行の美しい方程式によって

1915 must have been an exciting year to be a physicist.

リンゴが木から落ちる理由から 時空間の始まりまで説明します

Two new ideas were turning the subject on its head.

1915年は物理学者にとって エキサイティングな年だったに違いありません

One was Einstein's theory of relativity,

２つの新しいアイデアが 世界の見方を一新しました

the other was arguably even more revolutionary:

１つは アインシュタインの 相対性理論で

quantum mechanics,

もう１つは さらに革命的とも言える

a mind-meltingly strange yet stunningly successful new way

量子力学です

of understanding the microworld, the world of atoms and particles.

頭がおかしくなりそうなくらい 奇妙でありながら

Over the last century, these two ideas have utterly transformed

原子や素粒子のなすミクロの世界が 驚くほどうまく説明できます

our understanding of the universe.

この１世紀の間に この２つのアイデアは

It's thanks to relativity and quantum mechanics

宇宙に関する私たちの理解を すっかり変えました

that we've learned what the universe is made from,

宇宙が何でできていて どのように始まり

how it began and how it continues to evolve.

どう進化しているのか 私たちが知っているのも

A hundred years on, we now find ourselves at another turning point in physics,

相対性理論と 量子力学のお陰です

but what's at stake now is rather different.

100年経った今 私たちは物理学における 別の転換点に差し掛かっていますが

The next few years may tell us whether we'll be able

様相が異なっています

to continue to increase our understanding of nature,

この先数年で結果が 出るかもしれません

or whether maybe for the first time in the history of science,

果たして私たちは自然についての理解を 広げ続けていくことができるのか

we could be facing questions that we cannot answer,

それとも科学の歴史で初めて

not because we don't have the brains or technology,

答えることの出来ない問に 直面することになるのか

but because the laws of physics themselves forbid it.

知恵や技術が 足りないからではなく

This is the essential problem: the universe is far, far too interesting.

物理法則がそれを 認めないためにです

Relativity and quantum mechanics appear to suggest

問題の要点は 宇宙が面白すぎるということです

that the universe should be a boring place.

相対性理論と 量子力学によれば

It should be dark, lethal and lifeless.

宇宙はもっと退屈な場所で あるはずなんです

But when we look around us, we see we live in a universe full of interesting stuff,

暗く 命を寄せ付けない 死んだ世界です

full of stars, planets, trees, squirrels.

しかし周りを見渡してみると 私たちが生きている宇宙は面白いものに溢れています

The question is, ultimately,

満天の星々 惑星 木々 リス

why does all this interesting stuff exist?

疑問は なぜこんな面白いものが

Why is there something rather than nothing?

存在しているのか ということです

This contradiction is the most pressing problem in fundamental physics,

なぜ無ではなく 物の存在があるのか？

and in the next few years, we may find out whether we'll ever be able to solve it.

この矛盾は 基礎物理学において 最も差し迫った問題で

At the heart of this problem are two numbers,

私たちに この問題を解くことができるのか 今後数年で 答えが出るかもしれません

two extremely dangerous numbers.

この問題の中心には ２つの数値があります

These are properties of the universe that we can measure,

とても危険な数値です

and they're extremely dangerous

それは宇宙の性質を示す 測定可能な値で

because if they were different, even by a tiny bit,

危険だというのは

then the universe as we know it would not exist.

それがほんのわずかでも 違っていたなら

The first of these numbers is associated with the discovery that was made

我々の知る宇宙は 存在しないからです

a few kilometers from this hall, at CERN, home of this machine,

２つの数値の１つは この会場からすぐ近くにある

the largest scientific device ever built by the human race,

CERNで発見されたことに 関係しています

the Large Hadron Collider.

CERNには この 人類が作り上げた 最大の科学装置があります

The LHC whizzes subatomic particles around a 27-kilometer ring,

大型ハドロン衝突型加速器(LHC)です

getting them closer and closer to the speed of light

この装置は 全周約27キロの輪の中で

before smashing them into each other inside gigantic particle detectors.

素粒子を 光速に近いスピードまで加速し

On July 4, 2012, physicists at CERN announced to the world

巨大な粒子検知器の中で ぶつかり合わせます

that they'd spotted a new fundamental particle

2012年7月4日 CERNの物理学者が

being created at the violent collisions at the LHC: the Higgs boson.

LHCによる猛烈な衝突により 新たな基本粒子が生成されたと発表しました

Now, if you followed the news at the time,

ヒッグス粒子です

you'll have seen a lot of physicists getting very excited indeed,

当時ニュースを チェックしていた人は

and you'd be forgiven for thinking

多くの物理学者がとても興奮していたのを 見たことでしょう

we get that way every time we discover a new particle.

新しい粒子が見つかるたびに 物理学者は

Well, that is kind of true,

あんなバカ騒ぎをするのかと 思ったかもしれません

but the Higgs boson is particularly special.

そういう面もありますが

We all got so excited because finding the Higgs

ビッグス粒子は ちょっと特別なんです

proves the existence of a cosmic energy field.

私たちが興奮したのは ビッグス粒子の発見は

Now, you may have trouble imagining an energy field,

普遍的エネルギー場の存在を 証明するからです

but we've all experienced one.

エネルギー場と言われても 分かりにくいかもしれませんが

If you've ever held a magnet close to a piece of metal

誰もが体験している ものがあります

and felt a force pulling across that gap,

磁石を鉄に近づけると

then you've felt the effect of a field.

間を隔てて引き合う力を 感じるはずですが

And the Higgs field is a little bit like a magnetic field,

それは場の効果を 感じているんです

except it has a constant value everywhere.

ヒッグス場は 磁場に似ていますが

It's all around us right now.

違うのは 値がどこでも一定だということです

We can't see it or touch it,

今も私たちの周りに 存在しています

but if it wasn't there,

見ることも 触れることも できませんが

we would not exist.

もしそれがなかったなら

The Higgs field gives mass

私たちは存在していないのです

to the fundamental particles that we're made from.

ヒッグス場は

If it wasn't there, those particles would have no mass,

私たちを形作る基本粒子に 質量を与えます

and no atoms could form and there would be no us.

それがなければ 粒子は質量を持たず

But there is something deeply mysterious about the Higgs field.

原子が形成されることもなく 我々も存在しないのです

Relativity and quantum mechanics tell us that it has two natural settings,

しかしヒッグス場には ひどく不思議なところがあります

a bit like a light switch.

相対性理論と量子力学は それには電気のスイッチのように

It should either be off,

自然な２つの状態があることを 示しています

so that it has a zero value everywhere in space,

オフ状態で

or it should be on so it has an absolutely enormous value.

宇宙のどこでもゼロか

In both of these scenarios, atoms could not exist,

オン状態で 膨大な値を持つかです

and therefore all the other interesting stuff

どちらの場合でも 原子は存在できず

that we see around us in the universe would not exist.

私たちが宇宙で目にする あらゆる興味深いものもまた

In reality, the Higgs field is just slightly on,

存在しません

not zero but 10,000 trillion times weaker than its fully on value,

実際には ヒッグス場は かすかにオンの状態で

a bit like a light switch that's got stuck just before the off position.

ゼロではありませんが 完全にオンの状態より１京倍弱く

And this value is crucial.

電気スイッチがオフの手前で 引っかかっているような状態です

If it were a tiny bit different,

この値はとても重要です

then there would be no physical structure in the universe.

わずかでも違っていたら

So this is the first of our dangerous numbers,

宇宙に物理的構造が 存在しないからです

the strength of the Higgs field.

これが危険な値の１つ目

Theorists have spent decades trying to understand

ヒッグス場の強さです

why it has this very peculiarly fine-tuned number,

理論物理学者は なぜこのような 妙な値になっているのか知ろうと

and they've come up with a number of possible explanations.

何十年も努力を続け

They have sexy-sounding names like "supersymmetry"

様々な説明を考え出し

or "large extra dimensions."

「超対称性」とか 「大きな余剰次元」みたいな

I'm not going to go into the details of these ideas now,

かっこいい名前をつけています

but the key point is this:

ここで立ち入った 説明はしませんが

if any of them explained this weirdly fine-tuned value of the Higgs field,

鍵になるのは

then we should see new particles being created at the LHC

これらのどれにせよ ヒッグス場の奇妙な値を説明できるなら

along with the Higgs boson.

LHCでヒッグス粒子とともに 生成される新たな粒子が

So far, though, we've not seen any sign of them.

観測されるはずだ ということです

But there's actually an even worse example

これまでのところ そのようなものの兆候は 見つかっていません

of this kind of fine-tuning of a dangerous number,

実は こういう危険な値が 妙な値をしているという

and this time it comes from the other end of the scale,

さらにまずい例があって

from studying the universe at vast distances.

それはスケール的に反対の極端

One of the most important consequences of Einstein's general theory of relativity

遙か彼方の宇宙の 研究から来ています

was the discovery that the universe began as a rapid expansion of space and time

アインシュタインの一般相対性理論の 最も重要な帰結の１つは

13.8 billion years ago, the Big Bang.

宇宙がビッグバンと呼ばれる

Now, according to early versions of the Big Bang theory,

138億年前の急激な時空の膨張で 始まったと分かったことです

the universe has been expanding ever since

初期のビッグバン理論では

with gravity gradually putting the brakes on that expansion.

宇宙の膨張は 重力の力によって

But in 1998, astronomers made the stunning discovery

徐々に遅くなっていくと 考えられていました

that the expansion of the universe is actually speeding up.

しかし1998年に天文学者が 驚くべきことを発見しました

The universe is getting bigger and bigger faster and faster

宇宙の膨張は 加速しているのです

driven by a mysterious repulsive force called dark energy.

宇宙はますます速く 大きくなっていて

Now, whenever you hear the word "dark" in physics,

それを後押ししているのが 謎の反発力 ダークエネルギーです

you should get very suspicious

物理学で「ダーク」という 言葉を聞いたときは

because it probably means we don't know what we're talking about.

疑ってかかってください

(Laughter)

物理学者はそれが何か よく分かってないことを意味するからです

We don't know what dark energy is,

(笑)

but the best idea is that it's the energy of empty space itself,

ダークエネルギーが 何なのか分かりませんが

the energy of the vacuum.

あえて言うなら 何もない空間の持つエネルギー

Now, if you use good old quantum mechanics to work out

真空のエネルギーです

how strong dark energy should be,

古典的な量子力学を使って

you get an absolutely astonishing result.

ダークエネルギーの 強さを計算すると

You find that dark energy

まったく驚くような 結果になります

should be 10 to the power of 120 times stronger

ダークエネルギーは

than the value we observe from astronomy.

天文学で観察される値よりも

That's one with 120 zeroes after it.

10の120乗倍 強いはずなのです

This is a number so mind-bogglingly huge

１の後に０が 120個付く ということです

that it's impossible to get your head around.

これはまったく 目が回るような値で

We often use the word "astronomical" when we're talking about big numbers.

理解不能です

Well, even that one won't do here.

大きな数字のことをよく 「天文学的」と言いますが

This number is bigger than any number in astronomy.

それでさえ不足です

It's a thousand trillion trillion trillion times bigger

この値は天文学における いかなる値よりも大きく

than the number of atoms in the entire universe.

千の １兆倍の １兆倍の １兆倍

So that's a pretty bad prediction.

宇宙にある原子の総数より 大きいのです

In fact, it's been called the worst prediction in physics,

極めてまずい予測です

and this is more than just a theoretical curiosity.

実際これは物理学における 最悪の予測だと言われてきました

If dark energy were anywhere near this strong,

しかもこれは理論的な 興味だけの話ではありません

then the universe would have been torn apart,

もしダークエネルギーが それほど強いのだとしたら

stars and galaxies could not form, and we would not be here.

宇宙はバラバラになり

So this is the second of those dangerous numbers,

銀河は形成されず 我々もここに存在しません

the strength of dark energy,

これが危険な数字の２つ目

and explaining it requires an even more fantastic level of fine-tuning

タークエネルギーの強さです

than we saw for the Higgs field.

これを説明するためには

But unlike the Higgs field, this number has no known explanation.

ヒッグス場よりもさらに曲芸的な 調整が必要になります

The hope was that a complete combination

ヒッグス場とは異なり この値を説明できるものは知られていません

of Einstein's general theory of relativity,

希望が持たれていたのは

which is the theory of the universe at grand scales,

大きなスケールの 宇宙の理論である

with quantum mechanics, the theory of the universe at small scales,

アインシュタインの 相対性理論と

might provide a solution.

小さなスケールの宇宙の理論である 量子力学の完璧な組み合わせによって

Einstein himself spent most of his later years

解決できるかもしれない ということでした

on a futile search for a unified theory of physics,

アインシュタイン自身

and physicists have kept at it ever since.

後年は物理学の統一理論を求める 実りのない探求に多くの時間を費やし

One of the most promising candidates for a unified theory is string theory,

それ以来 多くの物理学者たちが 取り組んできました

and the essential idea is,

統一理論の候補として 最も有望視されているのは弦理論で

if you could zoom in on the fundamental particles that make up our world,

その基本的なアイデアは

you'd see actually that they're not particles at all,

世界を構成する基本粒子を 拡大していくと

but tiny vibrating strings of energy,

それは粒子ではなく

with each frequency of vibration corresponding to a different particle,

小さな振動する エネルギーの弦で

a bit like musical notes on a guitar string.

振動周波数ごとに 異なる粒子に対応していて

So it's a rather elegant, almost poetic way of looking at the world,

ギターの弦に対する音符のようなものだ ということです

but it has one catastrophic problem.

これはエレガントで ほとんど詩的とも言える世界の見方ですが

It turns out that string theory isn't one theory at all,

実は 救いがたい 問題があります

but a whole collection of theories.

弦理論というのは １つの理論ではなく

It's been estimated, in fact,

大きな理論の集まりなのです

that there are 10 to the 500 different versions of string theory.

弦理論には異なるバージョンが 10の500乗個あると

Each one would describe a different universe

見積もられています

with different laws of physics.

そのそれぞれが

Now, critics say this makes string theory unscientific.

異なる物理法則を持った 異なる宇宙を記述しているのです

You can't disprove the theory.

そんなの科学とは言えない という批判があります

But others actually turned this on its head

この理論は反証し得ないと

and said, well, maybe this apparent failure

一方で

is string theory's greatest triumph.

弦理論の破綻と見えることが

What if all of these 10 to the 500 different possible universes

実は最大の利点かもしれないと 見る人々もいます

actually exist out there somewhere

その10の500乗個の 異なる可能な宇宙が

in some grand multiverse?

実際 多元宇宙のどこかに

Suddenly we can understand

存在しているとしたら？

the weirdly fine-tuned values of these two dangerous numbers.

そうすると突然 あの２つの危険な数値が

In most of the multiverse,

奇妙な値をしていることも 理解できるようになります

dark energy is so strong that the universe gets torn apart,

多元宇宙のほとんどでは

or the Higgs field is so weak that no atoms can form.

ダークエネルギーが強すぎて 宇宙がバラバラになってしまうか

We live in one of the places in the multiverse

ヒッグス場が弱すぎて 原子が形成されないが

where the two numbers are just right.

私たちは たまたま

We live in a Goldilocks universe.

２つの値が適切な値をしている場所に 生きているということです

Now, this idea is extremely controversial, and it's easy to see why.

ゴルディロックスの宇宙です

If we follow this line of thinking,

このアイデアには極めて議論が 多いのも分かるでしょう

then we will never be able to answer the question,

このような考え方では

"Why is there something rather than nothing?"

「無ではなく物が存在するのはなぜか」 という問に

In most of the multiverse, there is nothing,

決して答えることができません

and we live in one of the few places

多元宇宙の多くには何もなく

where the laws of physics allow there to be something.

物理法則が物の存在を許容する わずかな宇宙の１つに

Even worse, we can't test the idea of the multiverse.

我々が住んでいる というだけの話です

We can't access these other universes,

さらにまずいのは この多元宇宙のアイデアは 確認できないということです

so there's no way of knowing whether they're there or not.

他の宇宙を観測する方法はなく

So we're in an extremely frustrating position.

それが存在するのかしないのか 知りようがないのです

That doesn't mean the multiverse doesn't exist.

我々は極めて 苛立たしい状況にあります

There are other planets, other stars, other galaxies,

多元宇宙など存在しない というのではありません

so why not other universes?

他にも惑星があり 恒星があり 銀河があるのだから

The problem is, it's unlikely we'll ever know for sure.

他の宇宙があっても おかしくはないでしょう

Now, the idea of the multiverse has been around for a while,

問題は 我々が確証を得ることは ないだろうということです

but in the last few years, we've started to get the first solid hints

多元宇宙のアイデアが出て来て 結構経ちますが

that this line of reasoning may get born out.

この数年で このような理論が 裏付けられるかもしれない

Despite high hopes for the first run of the LHC,

最初の兆しが 得られ始めました

what we were looking for there --

LHCが最初に稼働した時以来

we were looking for new theories of physics:

私たちが大きな期待を よせていたのは

supersymmetry or large extra dimensions

物理の新しい理論の発見です

that could explain this weirdly fine-tuned value of the Higgs field.

超対称性であれ 大きな余剰次元であれ

But despite high hopes, the LHC revealed a barren subatomic wilderness

ヒッグス場の奇妙な値を 説明できる何かです

populated only by a lonely Higgs boson.

しかし大きな期待をよそに LHCが見せてきたのは

My experiment published paper after paper

ヒッグス粒子１つだけという 不毛な荒野です

where we glumly had to conclude that we saw no signs of new physics.

実験から生まれた 数々の論文はどれも

The stakes now could not be higher.

新しい物理学の兆候は見られなかったと 辛気くさく締めくくらざるを得ませんでした

This summer, the LHC began its second phase of operation

今や掛け金は これ以上なく高くなっています

with an energy almost double what we achieved in the first run.

この夏 LHCは 第２期の稼働を始め

What particle physicists are all desperately hoping for

第１期のほとんど倍のエネルギーで 動かしています

are signs of new particles, micro black holes,